Fatiga

fatigaFatiga:
La fatiga es un proceso de agrietamiento progresivo que culmina en la fractura de un material sujeto a cargas repetitivas o flustuantes, cuyo valor máximo es menor a la resistencia tensil.las fracturas por fatigainician como grietas que crecen bajo la acción de esfuerzos fluctuantes hasta que alcanzan su tamaño critico.y sobreviene la fractura final. La fatiga en sus etapas iniciale intermedia, no produce cambios aparentes en la geometría ni en la microestructura del material y las grietas producidas son muy finas,lo que la hace muy difícil de detectar antisipadamente, de ahí su peligrosidad.se estima que el 50% de las fallas en componentes mecanicos se deben a la fatiga.
Reseña histórica:
La fatiga es un fenómeno reconocido desde los principios del uso de maquinarias yestructuras metalicas a gran escala, a mediados del siglo xix.la fractura aparentemente frágil de las piezasd que fallaban por fatiga, en aquel tiempo se interpreto como una “cristalización” del metal durante el uso que lo volvia frágil como el vidrio y hacia que fracturara bajo cargas o impactos súbitos; pero gracias a la investigaciónes de wohler(1860), se supo que la fatiga no alteraba laspropiedades del material, si no que era un proceso de agritamiento paulatino producido por la acción de cargas repetitivas, introduciendo formalmente el concepto de fatiga. Actualmente se sabe que la fatiga ocurre en todos los materiales de la ingeniería,incluyendo los plásticos y algunos cerámicos. A pesar de los grandes avances en su estudio, la fatiga aun no es completamente entendida y muchasinvestigaciones son realizadas con el propósito de predecir la vida en fatiga,desarrollan materiles resistente a ella y comprender mejor sus mecanismos.
Para que la fatiga ocurra es necesario que se cumplan las tres condiciones; si alguna de estas condiciones no se presentan, la fatiga no ocurre. Las tres condiciones son:
* Un esfuerzo de tensión, suficientemente alto pero menor que laresitencia ultima del material.
* Una variación o fluctuación del esfuerzo mayor a un valor dado llamado limite de fatiga.
* Un numero suficiente de ciclos de carga.

Análisis del origen de las Fallas por Fatiga
Primero nos ocuparemos del daño al material que resulta solo de la repetición de la carga.
Estudiaremos primero los efectos de la fatiga simple. Cuando hayamos entendido susmecanismos, los efectos de concentración de tensiones y deformaciones plásticas pueden ser
estudiados como extensión de estos mecanismos.
La mayoría de las fisuras de fatiga comienzan en discontinuidades visibles, que actúan como
multiplicadores de tensiones, como ser: orificios, empalmes, chaveteros y discontinuidades
microscópicas tales como inclusiones, rechupes, defectos de fabricación, etc.
1)Nucleación: cómo se origina la fisura.
Las fisuras se originan debido al endurecimiento producido en las regiones donde ha habido
fluencia. Sabemos que en metales policristalinos sometidos a tensión simple, algunos cristales
siempre estarán orientados de tal forma que deslizarán fácilmente (ver Figura 2). La nucleación
se produce a partir esta fluencia altamente localizada.
A medida que latensión (o carga) aumenta, estos cristales "débiles" fluirán primero, pero
como están rodeados por material elástico, no afectan apreciablemente el diagrama de tensióndeformación
estático. No obstante ha habido fluencia, y a una tensión nominal que generalmente
no sobrepasa el límite elástico.
Si el material se carga solo una vez, este efecto es completamente insignificante. Pero si la
carga serepite, cada repetición produce una fluencia localizada adicional que eventualmente
resulta en la formación de fisuras de fatiga en las regiones en fluencia.
Materiales II Fatiga
El proceso es el siguiente: un cristal débil está rodeado enteramente por cristales más fuertes
que se orientan de forma tal que permanecen completamente elásticos a la tensión más alta que
ocurre durante el proceso...